(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体を備えるフラップゲートであって、
前記フラップゲートは、
前記開口端上部に軸支された前記扉体を強制開閉するための駆動手段に連動して回動する主回転軸と、
前記主回転軸にヒンジを介して設けられた前記扉体を揺動可能に支持する揺動アームと、
を有し、
前記揺動アームには、
前記扉体を軸中心に回動可能に軸支する副回転軸と、
前記扉体の回動範囲を所定の範囲内に規制する回動規制手段と、
が設けられており、
前記回動規制手段は、前記揺動アームのうち、前記扉体に対向する面に２箇所設けられており、前記扉体がいずれか一方の方向に回動した際に、当該方向側に設けられている回動規制手段が前記扉体に当接し、当該扉体の回動範囲を所定の範囲内に規制することを特徴とするフラップゲート。
【請求項２】
前記扉体は、前記揺動アームと対向する面に軸受け部が設けられており、当該軸受け部において、前記副回転軸に軸支されることにより、前記揺動アームに支持されていることを特徴とする請求項１記載のフラップゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海岸の防潮堤、河川の排水樋門等に使用され、水路の導出口を扉体で強制的に開閉し得るとともに水密性の良いフラップゲートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラップゲートは、ゲート（扉体）がその上部の水平軸を丁番式で軸支して水路の導出口（開口端）で揺動するように設けられ、内外水圧差に応じて自動的にゲートが開閉するようにした水門であり、ゲートを軸支する形態にはダブルヒンジ構造があることが知られている。
【０００３】
フラップゲートの扉体には、水密確保のため水密ゴムが貼られているが、この水密ゴムは、水圧により吐口に押しつけられることで潰れて変形し、その際の反発力によって、良好な水密状態を得ることができるようになっている。従って、水密ゴムが、扉体全体で良好に水密を保つためには、水密ゴムが扉体全体で潰れて変形することが必要なため、従来のフラップゲートは、ダブルヒンジ構造を採用し、水密ゴムが扉体全体で潰れるようなものとすることが多かった。
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されているフラップゲートは、例えば、図６にその外観の一例を示したように、ダブルヒンジ構造のヒンジ装置で扉体が軸支されたフラップゲートである。また、特許文献２には、ヒンジ装置を介して水路上部に軸支した扉体により水路の出口を開閉するフラップゲートにおいて、ヒンジ装置は水路上部に固設した第１の軸受け、扉体の上部に固設した第２の軸受け、及び吊りアームとを備えて、第１の軸受けにより吊りアームの上端部を軸支し、第２の軸受けにより吊りアームの下端部を軸支するダブルヒンジ構造を備えた技術が開示されている。
【０００５】
上記特許文献に開示されているようなダブルヒンジ構造のヒンジ装置を用いたフラップゲートは、２箇所のヒンジにより、扉体が戸当りに当接する際の角度の自由度が高く、水圧により押された扉体は、戸当りと密接度を高める方向に自然に角度を調整しながら、当接するという動きをとるため、扉体と戸当りの間から水が漏れにくいという優れた効果が奏されることが分かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２９５４１公報
【特許文献２】特開２００４−２８５６７２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献に開示されているようなフラップゲートのダブルヒンジ構造では、回転の自由度が２箇所あるため、扉体のとりうる姿勢が多様となってしまい、開閉装置で扉体の開閉を強制操作する場合には、開閉装置の動きと扉体の姿勢とが一義的に対応せず、ブレが生じるという欠点がある。
【０００８】
従って、開閉装置を必要とする場合は（例えば、点検のため扉体を上方に上げることや、扉体と吐口の間に挟まった異物や吐口の堆積物を流下する水の勢いで除去するといった際）、その操作効率に問題が生じてしまっていた。
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するためのもので、水密ゴムが均一に潰れて吐口を良好に閉鎖可能とし、さらに、開閉装置での強制操作の際に、開閉装置の動きと扉体の姿勢とを一義的なものにし、且つ、煩雑な加工を要しないフラップゲートを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体を備えるフラップゲートであって、前記フラップゲートは、前記開口端上部に軸支された前記扉体を強制開閉するための駆動手段に連動して回動する主回転軸と、前記主回転軸にヒンジを介して設けられた前記扉体を揺動可能に支持する揺動アームとを有し、前記揺動アームには、前記扉体を軸中心に回動可能に軸支する副回転軸と、前記扉体の回動範囲を所定の範囲内に規制する回動規制手段とが設けられており、前記回動規制手段は、前記揺動アームのうち、前記扉体に対向する面に２箇所設けられており、前記扉体がいずれか一方の方向に回動した際に、当該方向側に設けられている回動規制手段が前記扉体に当接し、当該扉体の回動範囲を所定の範囲内に規制することを特徴とするフラップゲートである。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のフラップゲートであって、前記扉体は、前記揺動アームと対向する面に軸受け部が設けられており、当該軸受け部において、前記副回転軸に軸支されることにより、前記揺動アームに支持されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、揺動アームに設けられた副回転軸に軸支され、副回転軸の軸中心に回動する扉体に対し、揺動アームの扉体と対向する面に設けられた揺動規制手段がその回動範囲を一定の範囲内に規制することができるため、扉体に設けられている水密ゴムの吐口への当りを均一なものとすることが可能となる。
【００１４】
また、揺動規制手段が、副回転軸を軸中心とした、扉体の回動角度を狭い範囲内に規制することができるため、扉体が、２つの回転自由度（主回転軸と副回転軸）を持つことにより奏されるフラップゲートの効果を持ちつつも、開閉装置で扉体の開閉を強制操作する場合に、開閉装置の動きと扉体の姿勢とを一義的にさせることができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るフラップゲートの実施形態を示す要部側断面図である。
【図２】本発明に係るフラップゲートの実施形態を示す正面図である。
【図３】本実施形態の回転機構部の断面図である。
【図４】本発明に係るフラップゲートの実施形態における回動規制手段の機能を説明する図である。
【図５】本発明に係るフラップゲートの実施形態におけるトルク部を示す概略断面図である。
【図６】従来のフラップゲートを説明するための要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るフラップゲートの実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は本発明に係るフラップゲートの実施形態を示す要部側断面図で、図２は本発明に係るフラップゲートの実施形態を示す正面図であり、また、図３は本実施形態の回転機構部の断面図で、図４は本発明に係るフラップゲートの実施形態における回動規制手段の機能を説明する図で、図５は本発明に係るフラップゲートの実施形態におけるトルク部を示す概略断面図である。
【００１７】
１は水路、１ａは戸当り部、２は開口端、３は扉体、８は水密ゴム、９は支持金具、１０は軸受、１１は主回転軸、１２は咬み合いヒンジ、１２ａ及び１２ｂはヒンジ係合部、１２ｃ及び１２ｄは扇状開口部、１３はカム部、１３ａ及び１３ｂはカム凸部、１４はトルクアーム、１７は揺動アーム、１８ａはロッドの先端部、１８ｂはシリンダーの他端部、１９はシリンダー、２０はロッド、２１は支持棒２３はヒンジ、３０は副回転軸、４０は回動規制手段、５０は軸受け部を示している。
【００１８】
本実施形態のフラップゲートは、防潮堤や排水樋門などの水路１の開口端（導出口）２に設けられ、内外水圧差によって、扉体３を揺動させるか、又は強制的な手段で扉体３を揺動させて、水路１の開口端２の開閉がなされるものである。
【００１９】
本実施形態のフラップゲートは、まず、水路１の開口端２を開閉するために扉体３と、扉体３を揺動させるための主回転軸１１とを有し、且つ、主回転軸１１を軸中心に回動させるためのトルクアーム１４と、このトルクアーム１４を主回転軸１１の軸中心に回動させるための駆動手段としての油圧又は空圧等のシリンダー１９とを有している。なお、水路１の開口端２の上部に固定された支持金具９の先端部に軸受１０が設けられ、この軸受１０に円柱状の主回転軸１１が軸支される構造となっている。
【００２０】
また、本実施形態のフラップゲートは、さらに、主回転軸１１の略中央に設けられたカム部１３と、カム部１３と遊嵌状に設けられる咬み合いヒンジ１２とを有しており、咬み合いヒンジ１２に設けられたトルクアーム１４が、カム部１３と係合することによって、主回転軸１１を軸中心に回動させることができるようになっている。
【００２１】
図３及び図５に示すように、本実施形態におけるフラップゲートには、主回転軸１１の略中央に、主回転軸１１が挿通された咬み合いヒンジ１２が設けられ、咬み合いヒンジ１２には、主回転軸１１の軸中心にヒンジ係合部１２ａ，１２ｂが設けられ、それにより、扇状開口部１２ｃ，１２ｄ（主回転軸１１の軸中心とする軸周縁の開口）が形成されるとともに、さらに、扇状開口部１２ｃ，１２ｄに主回転軸１１に固定されたカム部１３のカム凸部１３ａ，１３ｂが収納される構成となっている。
【００２２】
そして、咬み合いヒンジ１２には、トルクアーム１４が固定され、トルクアーム１４の先端部には、シリンダー１９のロッド２０の先端部１８ａが支持棒２１により連結され、シリンダー１９の他端部１８ｂが、開口端２の上部の任意の位置に回動自在に固定されている。従って、トルクアーム１４は、シリンダー１９のロッド２０の伸縮によって、主回転軸１１の軸中心に任意の回転角に設定することが可能となっている。
【００２３】
本実施形態におけるフラップゲートは、このような機構となっているため、トルクアーム１４が主回転軸１１の軸中心に回動して咬み合いヒンジ１２のヒンジ係合部１２ａ，１２ｂが所定の角度を回動すると、カム部１３のカム凸部１３ａ，１３ｂに当接し、その結果、主回転軸１１が回動するようになっている。なお、主回転軸１１を軸中心に回動させる機構は、上記の機構に限られるものではない。
【００２４】
また、本実施形態におけるフラップゲートは、さらに、主回転軸１１の両端にヒンジ２３を介してそれぞれ設けられた揺動アーム１７と、この揺動アーム１７に設けられ、扉体３を軸中心に回動可能に軸支する副回転軸３０と、さらに、揺動アーム１７の扉体３に対向した面に設けらた、扉体３の回動範囲を所定の範囲内に規制する回動規制手段４０とを備えている。
【００２５】
扉体３は、揺動アーム１７に対向する面に設けられた軸受け部５０により副回転軸３０に軸支された状態で揺動アーム１７に支持されており、また、扉体３には、開口端２の戸当部１ａに対応する部分に水密ゴム８が設けられて閉鎖時の水密性が維持されている。なお、扉体３の下端部分にフロート部を設けることで、扉体３の重量を軽減させるとともに扉体３に浮力を与えるようにしても良い。
【００２６】
なお、フラップゲートは、扉体３に自由な揺動を揺する一方、支持金具９とトルクアーム１４の相対角度が一定値に達すると開閉装置の動きを扉体３に伝え、扉体３の強制開閉を可能とするトルク伝達機構を用いることが好ましく、図５に示したトルク伝達機構に加え、図示はしないが、主回転軸１１に揺動アーム１７を設ける際に介するヒンジ２３に咬み合いヒンジ機構等を用いることで、開閉装置の動きを扉体３に伝達するように構成することが望ましい（例えば、特開２００４−５２４８８参照）。
【００２７】
続いて、図４（ａ）に示すように、扉体３は、揺動アーム１７に対向する面に設けられた軸受け部５０において、揺動アーム１７に設けられた副回転軸３０に軸支されることで、揺動アーム１７に支持されている。そのため、扉体３は、副回転軸３０の軸を中心として一定の角度で回動することが可能となっている。また、揺動アーム１７の扉体３に対向した面に設けられた２箇所の回動規制手段４０が、扉体３の回動の角度範囲を規制するようになっている。
【００２８】
つまり、例えば、図４（ｂ）に示すように、扉体３が、副回転軸３０の軸中心に矢印の方角へと回動すると、その方角の先に設けられた回動規制手段４０に当接することになり、それによって、同方角へのさらなる回動を規制することができるようになっているわけである。また、扉体３が、逆の方角へと回動すると、他方の回動規制手段４０に当接するため、同様に、同方角へのさらなる回動を規制することができる。
【００２９】
このように、回動規制手段４０を設けることによって、扉体３の回転角度を狭い範囲に制限することができるようになっているため、扉体３は、主回転軸１１と副回転軸３０の回転軸における２つの回転自由度を持ちながらも、回動規制手段４０による規制によって、その取りうる姿勢が、開閉装置の動きと一義的になるわけである。
【００３０】
なお、回動規制手段４０を設ける位置は、本実施形態では、揺動アーム１７の下端近傍と、扉体３の上端に対向する部分としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、扉体３の回動を規制することができる位置であれば、どの位置でも構わない。また、副回転軸３０を設ける位置や、軸受け部５０を設ける位置も、適宜設計しても構わない。
【００３１】
さらに、回動規制手段４０の形状は、本実施形態に限定されるものではなく、適した形状のものを適宜利用すれば良い。そして、大きさについても、回動の規制の度合いによって適宜変更すれば良い。また、回動規制手段４０は、弾性体からなるものにすれば、扉体３との当接時に扉体３に与えるダメージを少なくすることが可能である。
【００３２】
上記実施形態では、水路の開口端面が鉛直面であるが、この実施形態に限定することなく、開口端面は傾斜するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  水路
１ａ  戸当り部
２  開口端
３  扉体
８  水密ゴム
９  支持金具
１０  軸受
１１  主回転軸
１２  咬み合いヒンジ
１２ａ、１２ｂ  ヒンジ係合部
１２ｃ、１２ｄ  扇状開口部
１３  カム部
１３ａ、１３ｂ  カム凸部
１４  トルクアーム
１７  揺動アーム
１８ａ  ロッドの先端部
１８ｂ  シリンダーの他端部
１９  シリンダ
２０  ロッド
２１  支持棒
２３  ヒンジ
３０  副回転軸
４０  回動規制手段
５０  軸受け部
【図１】
0005209008.tif 000002
【図２】
0005209008.tif 000003
【図３】
0005209008.tif 000004
【図４】
0005209008.tif 000005
【図５】
0005209008.tif 000006
【図６】
0005209008.tif 000007